Stabile Luftschichten trennen das Talwindsystem in einem Gebirgstal auf. Dies ist eines der Ergebnisse einer internationalen Segelflugexpedition in den Nepalesischen Himalaja. Bei der stabilen Schicht nimmt der Talwind ab und verstärkt sich oberhalb wieder.

Wie sind die Bedingungen im Himalaja fürs Segelfliegen? Um das herauszufinden, reiste im Winter 1985 eine Gruppe von Meteorologen und Segelfliegern in die Berge von Nepal. Die Frage ist nicht so einfach, wie sie scheint, brachte doch die Expedition erstaunliche Resultate, die aus der Alpen-Erfahrung nicht zu erwarten waren. Eines der wissenschaftlichen Forschungsziele der Expedition war die thermisch angetriebene Berg- und Talwindzirkulation. Weil sich das Kali Gandaki-Tal besonders eignete, konzentrierten sich die Wissenschaftler auf dieses Gebiet. Das Kali Gandaki-Tal, welches mehr als 120 km lang ist und durchschnittlich mit einem Winkel von 1,7° ansteigt, durchquert die Himalajakette und verbindet die Indischen Ebenen mit dem etwa 4000 m höher liegenden Tibetanischen Hochplateau. Überraschenderweise entwickelte sich dort mit Ausnahme eines einzigen Tages keine klar entwickelte Zirkulation.

Stabile Schichten
Den Druck, die Temperatur und den Taupunkt massen die Forscher mit einem Motorglider, d. h. mit einem motorisierten Segelflugzeug. Aus den gewonnenen Daten ermittelten sie die Höhe von stabilen Schichten oder Inversionen. In den Höhenbereichen von etwa 2200 bis 2800 m und 3400 bis 4200 m fanden sie regelmässig stabile Zonen. Interessanterweise liegt die erste stabile Schicht auf der gleichen Höhe wie der obere Rand einer markanten Steilstufe und einer Biegung des Kali Gandaki-Tals. Diese stabile Schicht war normalerweise schwächer als die obere, oft sogar war sie der Beginn einer stabilen, trockenen Schicht. In den frühen Morgenstunden trat auch eine schwache Bodeninversion auf, die sich im Laufe des Tages wieder auflöste. Aus notgedrungen weit entfernten

Grosswetterlage
Ballonsondierungen, die sie unter Berücksichtigung der Grosswetterlage interpretierten, vermuteten die Forscher eine weitere stabile Schicht auf 5000 m Höhe.
Nur in einem Flug registrierten die Forscher einen Talwind, der den Erwartungen entsprach: Im unteren Bereich des Tales 36 km/h, im oberen 54 km/h und dazwischen ein Minimum von 18 km/h. Dieses Minimum trat genau dort auf, wo die Richtung und die Steigung des Tales änderten. Es markiert die Trennung zweier unterschiedlicher Talwindzirkulationen. Interessant also, dass zumindest die Inversion um 2400 m mit der Unregelmässigkeit im Verlauf des Talgrundes übereinstimmte.

Die Messungen mit dem Motorglider waren in der lokalen Talatmosphäre auf eine Höhe von 6000 m beschränkt. Die Region erstreckt sich aber vom nördlichen Indien bis ins Tibetanische Hochland hinauf über eine Strecke von mehr als 1000 km, eine Grössenordnung also, wo überregionale Druckunterschiede einen entscheidenden Einfluss gewinnen.

Herrscht unten über den Indischen Ebenen beim Taleingang höherer Luftdruck als im Norden über Tibet, dann verstärkt der Druckunterschied die Talwindzirkulation. Umgekehrt hemmt er sie.

Weil einerseits die nächsten Messstationen und Ballonsondierungen sehr weit weg lagen und weil anderseits das Tal vom Taleingang und bis zum Hochland einen sehr grossen Höhenunterschied überwand, war es äusserst schwierig, den Druckunterschied zu bestimmen. Anhand der Lage des Jetstreams, einem Starkwindstrom über der Polarfront nahe bei der Tropopause, war es möglich, auf die Luftmassen zu schliessen, die über den Indischen Ebenen und über dem Tibetanischen Hochland lagen, und für jeden Tag die Grosswetterlage abzuschätzen. Bis auf einen einzigen Tag waren die Druckverhältnisse so, dass sie die Talwindzirkulation hemmten bis gar unterdrückten.
Inversionen und thermische Zirkulationen

Dieser eine Tag mit einem ausgeprägten Talwindsystem bestätigte die Erwartungen der Forscher: Die drei stabilen Schichten, die während des Tages auf ungefähr 2500, 3800 und über 5000 m auftreten, führen zu drei thermischen Zirkulationen, jede mit einer Dicke von 1200 bis 1500 m. Eine vierte Zirkulation ohne obere Grenze, vielleicht ist sie die Tropopause, entwickelt sich über diesen Schichten aus einer Kombination aus Leewellen und Konvektion. In dieser Schicht bildet sich die Konvektion bereits in den Morgenstunden und arbeitet sich allmählich nach unten. Diese vier Zirkulationen sind in nebenstehender Abbildung schematisch dargestellt.

1. Eine Talwindzirkulation bildet sich von den Ebenen von Indien oder Nepal bis zur ersten stabilen Schicht auf etwa 2500 m Höhe.
2. Eine Talwindzirkulation bildet sich von der ersten bis zur zweiten stabilen Schicht auf etwa 3800 m Höhe.
3. Eine Talwindzirkulation bildet sich von der zweiten bis zur dritten stabilen Schicht auf etwa 5000 m Höhe.
4. Dynamische und konvektive Zirkulationen bilden sich auf Gipfelhöhe ohne Begrenzung der Höhe.

Fazit
Aufgrund der vertikalen Erstreckung von mehr als 4000 m durchschneidet das Kali Gandaki- Tal fundamental unterschiedliche Zirkulationssysteme. Dies unterscheidet es von den meisten anderen Tälern, zum Beispiel von den Alpentälern. Doch auch in den Alpen kann eine Inversion die Konvektion in verschiedene Zirkulationssysteme unterteilen, dann zum Beispiel, wenn in tiefen Lagen kühle Luft aus Norden heranfliesst und darüber das Hoch die Luft erwärmt. Die Cumuli über den Bergspitzen zeugen von der Thermik in dieser Höhe. Doch sie bleiben unerreicht, da die Inversion ein Hinaufkreisen verhindert.

Martin Gassner

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